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  • 3.3 - Verres à durabilité contrôlée

4 - VERRES SPÉCIAUX

5 - CONCLUSION

6 - SIGLES

Article de référence | Réf : AF3601 v2

Verres - Propriétés et applications

Auteur(s) : Brigitte BOULARD, Jean-Luc ADAM

Relu et validé le 10 mars 2021

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NOTE DE L'ÉDITEUR

Cet article est la version actualisée de l’article AF3601 intitulé « Verres propriétés et applications » rédigé par Jean PHALIPPOU  et paru en 2001.

08/05/2018

RÉSUMÉ

Cet article présente les propriétés optiques et mécaniques des verres et souligne les particularités des différentes familles (verres d’oxydes, de fluorures et de chalcogénures). Des traitements thermiques ou chimiques permettant d’améliorer la résistance des verres sont décrits. L’article donne les domaines d’applications des verres en relation avec leurs propriétés optiques : fibres pour les télécommunications, fibres laser, fibres pour capteurs chimiques et biochimiques.

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ABSTRACT

Glasses – Properties and applications

This article presents the optical and mechanical properties of glasses, and highlights the specific features of the different families (oxide, fluoride and chalcogenide glasses). Thermal and chemical treatments for improving the strength of the glasses are described. The article gives the application fields of glasses in relation to their optical properties: fibers for telecommunication, fiber lasers, and fibers for chemical and biochemical sensors.

Auteur(s)

  • Brigitte BOULARD : Maître de Conférences - Institut des Molécules et Matériaux du Mans, UMR CNRS 6283, Le Mans Université, Le Mans, France

  • Jean-Luc ADAM : Directeur de Recherche CNRS - Institut des Sciences Chimiques de Rennes, UMR CNRS 6226, Université de Rennes 1, Rennes, France

INTRODUCTION

Grâce à l’amélioration des techniques de fabrication des verres d’oxydes et à la modification de leur composition, les domaines d’applications de ce matériau se sont diversifiés au cours de siècles. L’émergence de familles de verre de chalcogénures ou de fluorures, de verres métalliques étend encore les potentialités de ces matériaux hors du commun.

Le verre possède des qualités thermo-mécaniques remarquables. Sa mise en forme (verre creux, verre plat, fibre ou microbille) est aisée. Sa dureté appréciable autorise un excellent état de surface et de poli. Seuls les matériaux de très grande dureté peuvent en rayer la surface. Le verre est cependant un matériau fragile, mais des traitements spécifiques permettent d’augmenter sa résistance sous contrainte et de minimiser les effets de sa rupture. En contrôlant la recristallisation partielle de certains verres, on peut obtenir des vitrocéramiques transparentes dont les propriétés mécaniques sont nettement supérieures à celles du verre parent.

Le verre est un matériau étanche avec une bonne durabilité chimique et donc largement utilisé pour le conditionnement des liquides, et également pour le confinement de déchets (radioactifs par exemple). De par sa transparence ou sa couleur, il est aussi un élément de l’architecture moderne. En modifiant sa surface par dépôt de couches, de nouvelles fonctions chimiques ou optiques peuvent être obtenues (hydrophobe, autonettoyant, antireflet, isolant thermique, etc).

Il est possible de faire varier de façon continue les propriétés optiques des verres par modification de leur composition et aussi de prédire la valeur de ces propriétés sur la base de relations empiriques simples. Ainsi, on peut corriger des défauts de vision, des aberrations chromatiques en choisissant les verres adéquats. Le principe de propagation de la lumière dans une fibre optique ou un guide planaire a permis le développement des réseaux de télécommunications modernes et des lasers. Les verres de chalcogénures transparents dans l’infrarouge ont permis le développement de dispositifs pour l’imagerie nocturne, de capteurs chimiques et biochimiques très sélectifs.

L’objectif de l’article est de fournir les informations essentielles sur la composition et les diverses propriétés des matériaux vitreux. Il décrit l’évolution des procédés de fabrication et de la recherche de nouveaux verres fonctionnels en réponse aux attentes dans les domaines de l’énergie, de l’optique et du développement durable.

Cet article fait suite à l’article [AF 3600] « Aspects théoriques ».

Le lecteur trouvera en fin d’article un tableau des sigles utilisés.

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KEYWORDS

glass   |   corrosion   |   thermo-mechanical   |   optical

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-af3601


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - BRUHAT (G.) -   Cours de Physique Générale. Optique.  -  Masson et Cie, p. 405 (1965).

  • (2) - BAMFORD (C.R.) -   Colour generation and control in glass,  -  Elsevier (N.Y.) (1997).

  • (3) - IZUMITANI (T.S.) -   Optical glass.  -  American Institute of Physics – Translation Series, (N.Y.) (1986).

  • (4) - ABEN (H.), GUILLEMET (C.) -   Photoelasticity of glass  -  . Springer-Verlag, Berlin (1993).

  • (5) - TERVONEN (A.), WEST (B.R.), HONKANEN (S.) -   Ion-exchanged glass waveguide technology : a review  -  . Opt. Eng., 50(7) 071107 1-5 (2011).

  • (6) - WARD (J.), BENSON (O.) -   WGM microresonators : sensing, lasing and fundamental optics with microspheres.  -  Laser Photonics Rev., 5(4), 553-570 (2011).

  • ...

ANNEXES

  1. 1 Annuaire

    1 Annuaire

    Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)

    Production de verres d’oxydes, Saint-Gobain

    https://www.saint-gobain.com/fr

    Production de verres d’oxydes, Schott

    http://www.schott.com/france/french/index.html

    Production de verres de chalcogénures, Umicore IR-Glass

    http://www.umicore.fr/NosActivites/Documents/Acigne.htm

    Production de verres et de fibres de fluorures, Le Verre Fluoré

    http://leverrefluore.com/

    Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)

    Union pour la Science et la Technologie Verrières (USTV)

    http://www.ustverre.fr/site/index.php

    Documentation – Formation – Séminaires (liste non exhaustive)

    Le portail français du verre

    http://www.verreonline.fr/index.php

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    QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE

    1/ Quiz d'entraînement

    Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.

    2/ Test de validation

    Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.

    Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.


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